KR20080042252A - Rfid antenna and rfid tag - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 RFID 태그를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a conventional RFID tag.
도 2는 종래 RFID 시스템의 동작 예를 나타낸 도면. 2 is a view showing an operation example of a conventional RFID system.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 태그를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating an RFID tag according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating an RFID antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나에서의 원형 편파 특성을 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating circular polarization characteristics in an RFID antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6의 (a)(b)는 본 발명 실시 예에 따른 RFID 태그에서의 급전 방향에 따른 편파 특성을 나타낸 도면.6 (a) and 6 (b) are diagrams illustrating polarization characteristics according to a power feeding direction in an RFID tag according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나에서의 전력 흐름을 나타낸 도면.7 is a diagram illustrating a power flow in an RFID antenna according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나에서의 표면 전류 흐름을 나타낸 도면.8 illustrates surface current flow in an RFID antenna according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나에서의 축 비(Axial Ratio)를 나타낸 도면.9 is a view illustrating an axial ratio in an RFID antenna according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나에서 좌 원형 편파의 이득 패턴을 나타낸 도면.10 is a view showing a gain pattern of the left circular polarization in the RFID antenna according to the embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나에서 우 원형 편파의 이득 패턴을 나타낸 도면.11 is a diagram illustrating a gain pattern of right circular polarization in an RFID antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : RFID 태그 101 : 지지체100: RFID tag 101: support
110 : IC 칩 111 : 도전체110: IC chip 111: conductor
120,130 : 안테나 121,123,131,133 : 도체120,130: Antenna 121,123,131,133: Conductor
132,134 : 슬롯132,134: slot
본 발명은 무선 주파수 인식(RFID: Radio Frequency IDentification) 안테나 및 RFID 태그에 관한 것이다.The present invention relates to a radio frequency identification (RFID) antenna and an RFID tag.
일반적으로 무선 주파수 인식(RFID : Radio Frequency IDentification)은 무선 주파수를 사용하여 태그(tag)가 가지고 있는 정보를 비접촉식으로 인식하거나 기록하는 기술로서, 태그가 부착된 물건이나 동물, 사람 등을 인식, 추적, 관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보를 가지고 있으며 물건이나 동물 등에 부착되는 태그(Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 읽거나 또는 기록하기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)를 포함한다. 이러한 RFID 시스템은 센서와 결합하여 RFID/USN(Ubiquitous Sensor Network) 기술로 발전되고 있다.In general, radio frequency identification (RFID) is a technology for non-contact recognition or recording of a tag's information using radio frequency. It recognizes and tracks a tagged object, animal, or person. , Technology that can be managed. Such an RFID system has a unique identification information and includes a tag (tag or transponder) attached to an object or animal, and a reader (reader or interrogator) for reading or recording the identification information of the tag. The RFID system is being developed with RFID / USN (Ubiquitous Sensor Network) technology in combination with a sensor.
도 1은 종래 무선 주파수 인식 태그를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional radio frequency identification tag.
도 1을 참조하면, RFID 태그(10)는 IC 칩(20)과 안테나(30)로 이루어지며, 상기 IC 칩(20)에는 RF 송수신 회로, 제어로직 및 메모리가 내장되어 있으며 안테나(30)를 통해 무선 주파수를 송수신한다. Referring to FIG. 1, the
이러한 RFID 태그(10)는 리더(미도시)에서 전송되는 초고주파(UHF) 대역의 신호를 반사함과 아울러 반사되는 RF 신호에 식별정보를 포함하는 정보를 변조시켜 리더로 송신하게 된다. The
상기 RFID 태그(10)에 사용되는 안테나(30)는 필름에 인쇄된 다이폴(Dipole) 안테나 형태를 가지고 있다. 즉, RFID 태그(10)에 적용되는 안테나의 특성이 다이폴 안테나의 방사 패턴 형태로 설계되어 있다.The
이와 같은 RFID 안테나(30)는 도 2와 같은 방사 패턴으로 신호를 송출함으로써, 특정 방향(Z축)에 대해서는 널(null)이 존재하게 된다. 즉, RFID 안테나가 평면 형태로 형성됨으로써 태그의 앞/뒤, 좌/우 방향으로 방사 패턴이 형성되지만, 태그의 상/하 방향으로는 방사 패턴이 형성되지 않는다.The
이에 따라 도 2와 같이 RFID 태그 안테나(31)와 RFID 리더 안테나(32)의 편파 방향이 서로 수직하게 배치된 경우, RFID 태그와 RFID 리더는 원활한 통신이 불가능하므로, RFID 태그의 인식률을 떨어뜨리게 된다. Accordingly, when the polarization directions of the
본 발명은 RFID 안테나 및 RFID 태그를 제공한다.The present invention provides an RFID antenna and an RFID tag.
본 발명은 평면에 수직한 축으로 원형 편파가 진행하는 RFID 안테나 및 이를 갖는 RFID 태그를 제공한다. The present invention provides an RFID antenna having a circular polarization propagated in an axis perpendicular to a plane and an RFID tag having the same.
본 발명은 서로 다른 임피던스를 갖는 두 개의 다이폴 안테나를 직교하게 배치하여, 공액 정합으로 리액턴스 성분을 상쇄시켜 줄 수 있도록 한 RFID 태그를 제공한다.The present invention provides an RFID tag in which two dipole antennas having different impedances are orthogonally arranged so as to cancel reactance components by conjugate matching.
본 발명 실시 예에 따른 RFID 태그는 제 1안테나; 상기 제 1안테나에 직교하게 배치된 제 2 안테나; 상기 제 1 및 제 2안테나의 중심부에 전기적으로 연결된 IC 칩을 포함한다. RFID tag according to an embodiment of the present invention is a first antenna; A second antenna disposed orthogonally to the first antenna; And an IC chip electrically connected to the centers of the first and second antennas.
본 발명 실시 예에 따른 RFID 태그의 안테나는, IC 칩이 전기적으로 연결된 RFID 태그의 안테나에 있어서, 서로 다른 임피던스를 갖고, 상기 IC 칩을 중심으로 서로 직교하게 배치된 제 1 및 제 2다이폴 안테나를 포함한다. An antenna of an RFID tag according to an embodiment of the present invention includes an antenna of an RFID tag in which an IC chip is electrically connected to each other. Include.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그를 나타낸 구성도이며, 도 4는 도 3의 안테나를 상세하게 나타낸 도면이다.3 is a block diagram showing an RFID tag according to the present invention, Figure 4 is a view showing in detail the antenna of FIG.
도 3을 참조하면, RFID 태그(100)는 IC 칩(110), 제 1 안테나(120), 제 2안테나(130)를 포함하며, 상기 RFID 태그 전체를 지지하기 위한 지지체(101)가 구비 된다.Referring to FIG. 3, the
상기 IC 칩(110)은 RF 송수신 회로, 제어로직 및 메모리 등이 내장되어 있으며 제 1 및 제 2안테나(120,130)를 통해 무선 주파수를 송수신한다. 이러한 IC 칩(110)은 리더와 통신을 통해 기록된 식별정보를 제공하며, 내부 전원을 포함하는 능동형 또는 내부 전원 없이 리더의 전파 신호로부터 에너지를 공급 받아 동작하는 수동형으로 구분될 수 있다.The
도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 및 제 2안테나(120,130)는 서로 다른 형상의 다이폴 안테나로 구현되며, 전체 λ/2 크기를 갖는다. 또한 제 1 및 제 2안테나(120,130)는 서로 다른 특성 임피던스를 갖고 서로 직교하게 배치된다. 3 and 4, the first and
여기서, 제 1안테나(120)의 특성 임피던스와 제 2안테나(130)의 특성 임피던스는 공액 정합하게 된다. 예를 들면, 제 1안테나(120)의 특성 임피던스(Z1)가 50-j50Ω일 경우, 제 2안테나의 특성 임피던스(Z2)는 50+j50Ω이 된다. 이러한 두 안테나의 공액 정합을 통해 리액턴스 성분을 상쇄시켜 줄 수 있다.Here, the characteristic impedance of the
여기서, 제 2안테나(130)의 도체(131,133)의 일단부에는 오픈 슬롯(132,134)이 형성되는 데, 그 오픈 슬롯의 길이 및/또는 폭을 조절하여 특성 임피던스를 변경할 수도 있다.Here,
또한 상기 제 1안테나(120)를 형성하고 있는 제 1도체(121)와 제 2도체(123)는 Y축 방향에 180도 간격으로 배치되며, 각 도체가 λ/4 크기로 형성된다. 상기 제 2안테나(130)를 형성하고 있는 제 1도체(131)와 제 2도체(133)는 X축 방향에 180도 간격으로 배치되며, 각 도체가 λ/4 크기로 형성된다. 이에 따라 제 1 및 제 2안테나(120,130)의 도체 간의 각도(θ1)에는 서로 90도 간격을 갖고 직교하게 배치된다.In addition, the
그리고, 제 1 및 제 2안테나의 중심부에는 도전체(111)가 형성될 수 있다. 상기 도전체(111)는 H자형 또는 +자형으로 형성되어, 각 안테나(120,130)의 일단부에 각각 연결된다. In addition, a
그리고 두 안테나(120,130)의 중심부 또는 도전체(111)의 중앙에는 IC 칩(110)이 실장된다. 이때 IC 칩(110)은 와이어 본딩 또는 플립 칩 본딩될 수 있으며, 어플리케이션에 따라 다른 접속 방식으로 접속될 수 있다.The
그리고 제 1 및 제 2안테나(120,130)는 지지체(101) 상에 구현되는 데, 상기 지지체(101)는 필름부재 또는 유전체 등으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 필름 부재는 예를 들면, PET 필름, 폴리이미디(PI), 폴리에틸렌나프타레이트(PEN), 폴리염화비닐(PVC), 종이, 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 탄산 칼슘을 가진 폴리 프로필렌, 아크릴로니틀릴 부타디엔 스틸렌(ABS) 또는 플라스틱을 포함한다. 이러한 필름부재의 재료의 선택은 상기 재료 중에서 하나 또는 둘 이상이거나, 상기의 재료의 조합으로 구성될 수 있으며, 어플리케이션에 따라 다양하게 변경할 수 있다. The first and
또한 상기 지지체 상면에 제 1 및 제 2안테나(120,130)는 도전성 잉크로 인쇄될 수도 있다. 즉, 지지체 상면에 두 개의 안테나와 도전체 등이 도전성 잉크로 한 번에 인쇄될 수 있어, 대량 생산이 용이하고 그 생산 단가를 낮출 수가 있다. 또한 상기 RFID 태그(100) 위에는 보호 커버가 부착될 수도 있다. In addition, the first and
이러한 RFID 태그는 IC 칩(110)에서 급전이 이루어지면, 도전체(111)를 통해 전류가 각 안테나(120,130)의 도체(121,123,131,133)로 흐르게 된다. 이때, 각 도체에 흐르는 전류가 기생 커플링 급전 방법으로 다른 도체에 여기됨으로써, 두 개의 다이폴 안테나에서 원형 편파를 발생하게 된다.When the RFID tag is powered by the
여기서, 제 1 및 제 2안테나(120,130)에서 발생되는 원형 편파는 도 5와 같이 Z축 방향으로 회전하면서 진행하게 된다. 이에 따라 RFID 태그의 전 방향 즉, Z축 방향에서의 RFID 리더와의 통신시, RFID 태그의 인식률을 향상시켜 줄 수 있다.Here, circular polarizations generated in the first and
도 6의 (a)(b)은 본 발명 실시 예에 따른 좌 원형 편파 및 우 원형 편파를 나타내는 것으로서, RFID 태그의 급전 방향(+,-)에 방향에 따라 좌 원형 편파 또는 우 원형 편파로 변경할 수 있다.6 (a) and 6 (b) show left circular polarization and right circular polarization according to an exemplary embodiment of the present invention, which may be changed to left circular polarization or right circular polarization according to the feed direction (+,-) of the RFID tag. Can be.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나의 파워 흐름도로서, 915MHz 주파수 대역에서 측정한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이 인접한 도체를 따라 파워 흐름이 진행하게 된다. 7 is a power flow chart of an RFID antenna according to an embodiment of the present invention, which is measured in the 915 MHz frequency band. As shown in FIG. 7, power flows along adjacent conductors.
도 8은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나의 표면 전류 흐름으로서, 915MHz 주파수 대역에서 수평 필드를 측정한 것이며, 위상은 180도(degrees)로 구해진다. FIG. 8 is a surface current flow of an RFID antenna according to an exemplary embodiment of the present invention, in which a horizontal field is measured in a 915 MHz frequency band, and a phase is obtained at 180 degrees.
도 9는 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나의 축 비를 나타낸 것이다 여기서, 주파수 대역은 915MHz 대역이며, 메인 로브 절대값(main lobe magnitude)은 -19.8dB이다. 일반적으로 축 비(Axial ratio)는 안테나의 편파 특성 또는 전파의 편파 특성을 나타내는 지수의 하나로서, 가로 방향의 전계 강도와 세로 방향의 전 계 강도의 비를 나타낸다. 9 is a view illustrating an axis ratio of an RFID antenna according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein a frequency band is a 915 MHz band, and a main lobe magnitude is −19.8 dB. In general, the axial ratio is one of the indexes indicating the polarization characteristic of the antenna or the polarization characteristic of the radio wave, and represents the ratio of the electric field strength in the horizontal direction and the electric field strength in the vertical direction.
도 10 및 도 11은 본 발명 실시 예에 따른 RFID 안테나의 좌 원형 편파(LHCP) 및 우 원형 편파(RHCP)를 나타낸 것으로, 도 10에 나타낸 좌 원형 편파에서의 주파수는 915MHz 대역이며, 메인 로브 절대값은 -0.1dB이며, 메인 로브 방향(main lobe direction)은 60.0도이다. 도 11에 나타낸 우 원형 편판에서의 주파수는 916MHz이며, 메인 로드 절대값은 -1.9dB이고, 메인 로브 방향은 80.0도로 나타난다.10 and 11 illustrate a left circular polarization (LHCP) and a right circular polarization (RHCP) of an RFID antenna according to an exemplary embodiment of the present invention. In the left circular polarization illustrated in FIG. 10, the frequency is 915 MHz, and the main lobe absolute The value is -0.1 dB and the main lobe direction is 60.0 degrees. In the right circular plate shown in Fig. 11, the frequency is 916 MHz, the absolute value of the main rod is -1.9 dB, and the main lobe direction is 80.0 degrees.
상기와 같은 본 발명의 RFID 태그는 UHF 대역의 수동형 RFID 태그로서, 원형 편파 안테나를 제공함으로써, RFID 태그의 음영 인식 구간을 최소화하여 제품의 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다. 또한 본 발명의 원형 편파 특성의 안테나가 RFID 디바이스의 일종인 RFID 리더 또는 다른 주파수 대역의 태그들에도 적용될 수 있다. The RFID tag of the present invention as described above is a passive RFID tag in the UHF band, and by providing a circularly polarized antenna, it is possible to minimize the shadow recognition interval of the RFID tag to improve the reliability of the product. The circularly polarized antenna of the present invention can also be applied to RFID readers or other frequency band tags.
이상에서 본 발명에 대하여 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may have an abnormality within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not illustrated.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.For example, each component shown in detail in the embodiment of the present invention may be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
본 발명에 따른 RFID 안테나 및 RFID 태그에 의하면 RFID 태그에 원형 편파 특성의 안테나를 제공함으로써, RFID 태그의 음영 인식 구간을 제거하여 제품의 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다.According to the RFID antenna and RFID tag according to the present invention, by providing a circular polarization antenna to the RFID tag, it is possible to improve the reliability of the product by eliminating the shadow recognition section of the RFID tag.
또한 RFID 안테나의 형상을 단순한 평면 형태로 인쇄함으로써, 생산이 용이한 효과가 있다.In addition, by printing the shape of the RFID antenna in a simple flat form, there is an effect that the production is easy.
또한 RFID 태그의 설치 위치에 대한 제약을 최소화함으로써, RFID 시스템에 대한 제품 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다.In addition, by minimizing the restriction on the installation position of the RFID tag, it is possible to improve the product reliability for the RFID system.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |